• 한국철도학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.65-71
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• 2009

축대칭 Navier-Stokes 방정식에 기반한 전산유체역학을 이용하여 고속철도차량 객실 내 압력변동을 평가하였다. 차량 내부의 압력변동은 차내 압력변화율과 차 내외부 압력변동의 선형 관계식에 근거한 1차 차분식을 이용하여 계산되었다. 전산해석 결과, 새로운 한국형 고속철도 차량이 경부고속선 터널을 330km/h로 통과할 시 발생하는 객실 실내압 변동은 해당 차량이 기밀도 국내기준을 만족한다고 가정하였을 시 철도차량의 실내압력변동 국내 기준치를 잘 만족하는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권3호
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• pp.293-299
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• 2011

본 연구에서는 다양한 형상의 나노입자를 분산시킨 알루미나 나노유체의 유동 특성을 실험적으로 조사하기 위하여 나노입자의 형상 변화에 따른 알루미나 나노유체의 압력강하를 층류영역에서 측정하였다. 이를 위해 Sphere, Rod, Platelet, 그리고 Brick 의 형태를 갖는 알루미나 나노입자를 물에 분산시켜 부피비 0.3%를 갖도록 Two-step 방법으로 제작하였다. 제작된 나노유체의 분산성을 파악하기 위하여 제타포텐셜을 조사하였으며, 나노입자의 형상을 파악하기 위하여 TEM 사진을 측정하였다. 다양한 형상의 나노입자를 분산시켜 0.3%의 부피비를 갖는 나노유체의 압력강하를 측정하였을 때, 입자 형상이 나노유체의 유동특성에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 실험 결과를 바탕으로 나노입자의 단위질량당 표면적과 분산된 나노입자의 크기를 이용하여 나노유체의 압력강하 특성을 설명하였다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.318-324
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• 2000

액체로켓인 KSR-III는 점화시 및 연소실 압력의 이상 저하시 추진제가 지나치게 많이 공급되는 것을 막기 위하여 케비테이션 벤튜리를 사용한다. 본 연구에서는 Fluent가 제공하는 케비테이션 모형을 사용하여 케비테이션 벤튜리 내부의 공동 발생과 이에 따른 유량제어 현상을 해석하였다. 케비테이션 모형은 공동의 붕괴를 효과적으로 예측하지 못하는 단점이 있지만 벤튜리를 통과하는 유량은 공동이 발생하는 위치에서 유효 유로 감소에 의하여 제한되므로 유량제어 현상을 성공적으로 관찰할 수 있었다. 결과로서 벤튜리 상류의 압력이 일정하게 유지될 때 하류의 압력 변동에 대하여 유량이 변화하지 않음을 확인하였다. 상류의 압력이 24.1bar로 일정하게 유지되고 벤튜리에서 압력차이가 3bar 이하일 때 공동은 발생하지 않았다. 압력차가 6bar 이상일 때 공동이 발생하며 (압력차 6bar인 경우와 비교하여) 9bar, 12bar의 압력차에 대한 유량 증가는 각각 $5\%,\;7\%$에 그쳐 주어진 작동조건에서 벤튜리로 유량제어가 가능하였다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1992년도 제15회 학술강연회초록집
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• pp.66-70
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• 1992

고전적 동수압유체윤활이론은 유막 내의 점성을 일정하다고 가정한다. 유막의 전개방향이나 유막두께방향으로의 온도변화를 결정하는 데 이론적으로나 실험적으로 어려움이 있으므로 이 간소화는 베어링설계에 널리 사용되었다. 그러나 많은 실험적 관찰은 등점성 동수압유체윤활이론은 유막내의 온도상승이나 하중지지용량의 감소를 설명하지 못함을 입증하였다. Fogg는 평행한 추력베어링이 하중을 지지할 수 있음을 발견하였으며 이 fogg의 효과는 동수압 유체윤활이론의 예측과 반대되는 것이고 Thermal wedge라는 개념으로 설명되었다. Hunter와 Zienkiewicz는 유막내에서의 에너지 균형에 관한 이론적 연구를 소개하였고, 온도효과와 이로 인한 유막두께 방향의 점도 변화는 무시될 수 없다는 결론을 내렸다. 본 해석에서는 압력분포를 근사해법으로 구하여, 선지지되는 2차원 틸팅패드 트러스트베어링에서 패드의 탄성 변형을 고려한 열유체윤활해석과 고려하지 않은 얼유체윤활 해석의 결과를 서로 비교함으로서 패드의 변형이 유막의 압력장과 온도장에 미치는 영향과 패드두께의 변화가 유막의 온도장과 압력장에 미치는 영향을 고찰하고자 한다.

• 유변학
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• 제7권2호
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• pp.150-157
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• 1995

본 논문의 목적은 협착이 발생괸 원관과 분기관내 혈액과 혈액대용유체의 유동문제 에 수치해석방법을 적용하여 유동특성을 파악하는데 있다. 혈액대용유체로서는 Separan AP-273 500wppm 수용액과 Carpobol 934 1.0w% 수용액을 사용하였다. Carbopol 수용액의 유변학적 성질은 수정멱법칙모델, 그리고 혈액과 Separan 수용액의 유변학적 성질은 Carreau 모델로 나타내었다. 협착관유동에서 Carbopol 수용액의 재부착거리는 혈액이나 Separan 수용액의 경우보다 길고 협착으로 인한 압력강하는 Carbopol 수용액, 혈액, Separan 수용액의 순으로 작게 나타난다. 분기관유동에서 Separan 수용액의 압력손실은 혈 액과 Carbopol 수용액보다 작게 나탄나고 협착이 발생괸 부기관내에서 혈액과 Separan 수 용액의 압력손실은 협착이 없는 분기관의 압력손실보다 크게 증가한다.

• 한국해양공학회지
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• 제16권1호
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• pp.52-57
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• 2002

본 논문은 고온 고압의 유체를 수송하는 해저 파이프의 좌굴 현상에 대해서 논하였다. 고온 고압의 유체를 해저 파이프로 수송 할 때, 수송되는 고온 고압의 유체와 수위 해저의 온도와 압력들의 차에 의해서 유체 수송 파이프는 축 방향으로 압축력을 받게 되고 이 압축력을 견디지 못하면 수송 파이프는 수직 방향의 좌굴 현상이 발생하게 된다. 논문에서는 "semi-empirical design method"를 사용하여 수송 유체의 온도와 압력의 여러 가지 변화에 따라 파이프의 축 방향 압축력을 계산하고 수직 좌굴 현상에 따른 안전계수를 구하여 파이프의 초기 설계 결정에 도움을 주고자 했다.

• 기계저널
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• 제23권6호
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• pp.434-439
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• 1983

본 해설에서는 열.유체실험의 기본을 이루는 온도, 압력 및 속도등을 측정하고자 할 때 필요한 측정기기, 측정방법의 여러종류와 각 측정법간의 차이 및 장단점등을 설명하였다. 열.유체 분야에서 연구 및 교육에 종사하는 회원들이 기존 도입시설을 사용하거나 혹은 부속기기를 보충하고 새로운 장비를 선정, 도입코저 할 때 조금이나마 도움이 되었으면 하는 생각에서 어느 특정 기기보다는 온도, 압력 및 속도등 기본 측정에 대하여 총괄적으로 실제적인 면을 생각하며 설명하고자 노력하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.159-159
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• 2011

수자원 공급의 시 공간적 편차가 큰 우리나라에서는 수자원을 이용하기 위해서 다수의 댐을 건설하고 있다. 특히, 생활수준의 향상으로 용수 수요가 급증하였기 때문에 용수가 부족한 곳에는 광역상수도 사업 등을 통하여 용수를 공급하고 있다. 댐에서 용수가 공급되기까지의 과정은 일종의 관수로 흐름으로 생각할 수 있다. 관수로 내를 흐르는 유체가 갑자기 정지하게 되면, 유체 운동 에너지의 변화가 유발되고, 그로 인해 관내에 급격한 압력의 상승이 일어나게 된다. 반대로 정지하고 있던 유체가 빠른 속도로 흐르게 되면 압력 감소가 급격하게 발생한다. 이와 같이 유체 운동 상태의 급변에 의한 압력변화와 그에 따른 압력파가 음속의 속도로 상 하류로 전파되는 현상을 수격작용(waterhammer)이라 한다. 통상적으로 수격작용은 밸브 개폐 정도가 갑자기 바뀔 때, 펌프의 급격한 기동이나 정지 시, 터빈 내 전력소요가 갑자기 바뀔 때, 댐 수위의 갑작스런 변화, 펌프 임펠러의 진동, 물 수요의 급격한 변화 등에 의해 발생하며, 수격작용은 유체의 질량과 운동량 때문에 관 벽에 큰 힘을 가하게 되어 정상적인 동수압 보다 몇 배나 큰 압력을 발생시킴으로 관 자체는 물론 펌프, 밸브, 터빈 등 관 시설물을 파손시키거나 진동, 소음 등을 야기시킴으로 대규모 건물, 공장, 발전소 등을 설계할 경우 그에 대한 적절한 대책을 강구하여야 한다. 특히 댐에 연결된 저수지 또는 조정지로부터의 도수로가 압력수로이며 그 길이가 상당히 크면 수차가 급정지했을 경우 수격작용에 의해서 압력터널 내에 과도한 압력상승이 일어난다. 이 압력상승을 방지함과 함께 발전소 부하의 증감에 따라서 수량을 공급하거나, 흡수할 목적으로 압력도수로와 수압관과의 접합부에 자유수면이 있는 수조를 설치한다. 이것을 조압수조(surge tank)라 한다(최영박, 1979). 조압수조에서 부하의 급속한 차단에 의해서 수차로 유입될 수량이 차단되면 도수로 내로 흘러 들어온 물은 관성 때문에 수조 내의 수위를 상승시키고, 수조 수위가 어느 정도 이상으로 되어 저수지 수위 보다 상승하면 수조로의 유입이 정지하고 반대로 수조에서 저수지로 역류하여 수조수위는 하강한다. 즉, 조압수조는 도수로 내에 발생한 과도한 압력을 수조 내 수면의 승강운동을 이용하여 감소시키고 원래의 안정적인 수위로 회복시킨다. 본 연구에서는 수격작용에 대한 댐 안정성을 확보하는 수단 중의 하나인 조압수조에 대해 살펴보았다. 연구대상으로 용담댐을 선정하였다. 용담댐에 대한 기존의 검토결과 수직 갱의 지름이 5m 이상이면 조압수조의 동적안정조건을 만족 시키는 것으로 조사되었다. 댐의 설계홍수위인 EL. 265.5m를 기준으로 조압수조의 안정성을 감소시키지 않는 범위 내에서 조압수조 내 격벽 설치 유 무에 따른 수조의 최적 크기를 산정하였다. 산정결과를 분석한 결과 동일 조건에서 격벽을 설치한 경우가 격벽을 설치하지 않은 경우에 비해서 조압수조의 면적이 약 21% 감소하는 것으로 나타났다.

• 유변학
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• 제6권1호
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• pp.30-40
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• 1994

고분자 물질의 신장점도를 측정하기 위하여 설계된 수렴관을 지나는 시험 유체 M1 에대하여 유한요소방법으로 수치모사를 수행하였다. 구성방정식은 세 개의 이완시간을 가진 적분형 K-BKZ모형을 사용하였다. 신장변형이 지배적이고 변형속도가 매우 큰 흐름에 대하 여 실험적 방법으로 측정이 가능한 범위까지 수치모사를 수행하였다. 두 개의 압력 측정꼬 지 사이의 벽면 압력차에 대하여 압력 신호로 측정한 실험값을 수치모사결과와 비교하였다. 걷보기 전단속도가 매우 큰 1300s-1에 이르는 높은 유속의 전 실험범위에 대하여 안정된 수 치해를 얻을수 있었다. 3$0^{\circ}C$에서는 모든 실험범위의 유속에서 압력차에 대한 수치모사 결과 가 실험값과 잘일치했다. 21$^{\circ}C$에서는 0.1$\times$10-3m3/s보다 낮은 유속범위에서 실험값과 일치하 는 결과를 얻었으나 그보다 높은 유속에서 실험값과 일치하는 결과를 얻었으나 그보다 높은 유속에서 실험값과 다른 경향의 결과를 얻었다. 이것은 낮은 온도 높은 유속 조건에서 M1 유체의 성질이 불안정하고 또한 그러한 조건의 실험에서 발생한 압력 측정꼭지 부근의 기포 들이 정확한 압력측정에 영향을 끼쳤기 때문이다. 수치모사 결과로부터 얻은 압력과 응력분 포로부터 수렴관 유변측정기의 유동특성을 밝힐수 있었다. 이는 실험적 방법을 통해서는 얻 기 어려운 결과들로서 중요한의미를 가진다. 특별한 모양을 갖도록 설계된 수렴관을 통과하 는 M1 유체가 중심부근에서 일정한 신장변형속도로 변형됨을 확인할 수 있었으며 수직응력 은 지수적으로 증가하다가 축소부분을 지난 후 매우 장점도를 얻기 위하여 신장변형속도가 일정한 구역이 두 배로 확장된 수렴관이 수치적으로 다루어졌고 이를 통하여 기존의 수렴관 에서 구한 값보다 큰 신장점도를 얻을 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제26권1호
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• pp.21-27
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• 1993

유체포유물은 광상의 기원과 물리화학적인 환경 연구에 널리 사용되어져 왔다. 하지만 측정치의 오차와 유체포유물의 밀도와 isochore 등의 계산에 있어 그 과정의 복잡성 때문에 유체포유물에 내포한 물리화학적인 정보를 정확히 알아내는 것은 매우 힘들다. HALWAT, $CO_2$ 그리고 CHNACL 등의 컴퓨터 프로그램들은 (Nicholl and Crowford, 1985) 유체포유물의 밀도와 isochore 등을 복잡한 공식을 이용하여 계산함으로서 유체포유물로 계산될 수 있는 물리화학적인 정보의 정확도를 개선하였다. 본 논문에서는 이들 프로그램을 백악기에 형성된 금학 광산에 대한 최상훈과 소칠섭 (1992)의 유체포유물 측정치와 쥬라기에 형성된 삼황학 광산에 대한 윤성택 (1990)의 유체포유물 측정치에 적용하여 보았다. 컴퓨터 프로그램을 이용하여 결정된 금학광산의 온도-압력조건은 $230^{\circ}{\sim}290^{\circ}C$, 500~800 bar로서 최상훈과 소철섭 (1992)에 의하여 추정된 온도-압력조건인 $280{\sim}360^{\circ}C$, 500~800 bar와 유사하다. 하지만 본 연구에서 결정된 삼황학 광산에 대한 온도-압력 조건은 대략 4~7 kb, $328{\pm}500^{\circ}{\sim}55^{\circ}C$ 이며 이는 윤성택 (1990)에 의하여 추정된 온도-압력 조건인 1.2~1.9kb, $25^{\circ}{\sim}294^{\circ}C$와 차이를 보여준다. 삼황학 광산에서의 온도-압력 추정에 있어서의 차이는 광상의 온도-압력조건 추정에 있어 균일화 온도와 유체포유물의 포획온도를 동일시하고 적당치 못한 isochore의 사용함에 기인한다. 금학광상의 경우는 낮은 압력조건 (<1~2kb)에서 균일화 온도와 유체포유물의 포획온도가 비슷하기 때문에 큰 차이를 보여 주지 않았다. 따라서 1~2kb보다 높은 압력조건에서 형성된 광상에서는 광상의 온도-압력조건 추정에 있어 균일화 온도의 잘못된 적용과 적당치 못한 isochore의 사용을 피하여야 하며 이를 위하여 본 연구에서 소개된 컴퓨터 프로그램 이용을 추천한다.